BIM技术在城市隧道工程中的应用

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1、BIM技术在城市隧道工程中的应用摘要：bim技术在市政工程行业得到日益深入的应用与推广。本文以杨高南路新建隧道工程为例，从设计前期到施工阶段全过程结合bim技术实现三维协同设计、设计方案比对、可视化技术、管线碰撞检查、工程算量、施工方案模拟、3d激光扫描应用并搭建了bim信息管理平台进行施工过程的管理。关键词：三维协同设计、工程算量、施工方案模拟、3d激光扫描、bim信息管理平台项目概况杨高路（世纪大道～浦建路）项目位于浦东新区花木行政中心,线路呈西南-东北走向,沿线地块规划以商办为主,兼有部分居住用地,将在未来5年内陆

2、续开发建设,该区域具有集中开发,定位高端的特点,是陆家嘴金融城东扩的重要组成部分,本次改造既是利用商务走廊开发,提升保障杨高路的干线功能的最佳时机,也是改善该区域交通功能混杂,通行效率较低的实际需要。该项目工程范围北起世纪大道下立交（世纪大道环岛桃林路）,南至浦建路（浦建路跨线桥）,工程范围全长约1975m,道路等级为城市主干路。建设内容为道路、隧道结构、桥梁（张家浜桥）、雨污水排管、交通标志标线、信号灯、通风、监控、供配电、建筑、绿化等相关道路附属设施及前期绿化与管线搬迁工作等。一、设计前期bim应用1.     三维

3、协同设计bim可以在满足工程项目三维协同设计过程中产生的各类信息：如三维模型、图纸、合同、文档等进行集中管理的基础上,为工程项目团队提供一个信息交流和协同工作的环境。对工程项目中的数据存储、沟通交流、进度计划、质量监控、成本控制等进行统一的协作管理。2.     协同设计的工作流程传统隧道工程项目一般都是由道路专业通过方案等形式与各配合专业充分沟通,完成道路平面、纵断面和横断面设计,并将设计模型及数据文件提交给桥隧、排水、通风、照明、管线综合、景观等相关专业,各专业再进行后续设计。三维协同设计创新了传统的二维设计模式,由

4、道路工程设计负责人员牵头,前期先在设计软件中创建工程项目主体道路中心线,结构设计人员在已选取的道路中心线上,确定隧道结构厚度、变形缝位置等等,并与通风、照明、排水等专业沟通确定设施设备的布设位置,同步在模型结构树上发布设计参数,接下来由不同专业的设计人员完成后续的深化建模工作。下面是三维协同设计的工作流程：1）搭建项目设计团队架构、系统中分配专业设计人员角色和权限；2）构建三维协同设计模型树和wbs任务分解；3）创建三维的道路中心线，在道路中心线上定义工程项目的桩号位置；4）创建各设计专业（如结构、围护、设备等）的构件模

5、板；5）不同专业的项目成员针对一个数据模型文件开始协同设计工作；6）基于三维模型即时优化设计方案,及时检查设计缺陷,直至设计任务完成。3.设计方案比选在项目方案阶段可以利用bim软件的三维造型功能,对整个项目中的周边场景,复杂关键节点的位置进行三维建模。以往设计师在与业主汇报方案的过程中,一般都是通过二维平面图纸和ppt等方式向业主介绍方案,经常会遇到业主无法快速全面了解设计师的设计意图的困难。如果使用bim技术手段,在方案汇报之前把复杂关键节点的方案创建成三维的展现形式,这样汇报的过程就会简单明了,也可以让业主很容易的

6、明白设计意图。下面是杨高南路项目中有关世纪大道路口三个方案设计：1)保留日晷,调整标示标线，如下图(2)2)搬迁日晷,改造为十字交叉,如下图(3)3)搬迁日晷,改造为立体交叉,如下图(4)另外,在方案汇报过程中在结合优化方式,实施难度,周边路网影响程度,工程造价等各方因素,可以使整个方案达到通俗易懂,简单明了的效果,更能增加与业主的沟通交流。4.三维漫游    交互式可视化虚拟漫游是一门新兴的效果展示技术,与传统的2d展示不同,交互式漫游是第一人称视角的三维环境下虚拟体验。目前在建筑、房地产、能源和机械行业等的使用非常普

7、遍。应用该技术不仅可以在投标阶段向业主展示设计方案和理念,而且在项目的后期还可以做成虚拟现实的体验环境。利用已完成的几何模型导入到3dmax软件里,对场景中所有模型进行材质添加和贴图的深加工处理,以便于达到模型的美观效果。而后再把模型导入到专业的虚拟技术软件中,为场景创建漫游脚本,最后实现通过键盘上的方向键进行虚拟漫游效果。二、深化设计的bim应用1.管线综合和碰撞检查在传统的二维设计中设计师大多都是通过绘制剖面来完成管线综合图,这些剖面只解决了该位置的管线排布,而实际情况管线都是连通的,一个位置的排布情况不能代表所有的

8、其它位置的排布也是合理的。通过利用bim技术创建现状的市政管线模型,进行各专业之间及专业内部的碰撞检查,能够提前发现设计中可能存在的碰撞问题,减少施工阶段因设计错、漏、碰、缺、而造成的损失和返工工作,提高设计质量和施工效率。2.工程量复核利用bim模型的属性信息,通过软件功能系统自动生成统计施工招标的工程计算量。首先